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Bereich des Materials ansehen. Dr. Mentz präsen- tiert zum Beweis das Bild einer Phase als compu- tergenerierte Grafik und als Foto aus dem Elektro- nenmikroskop – sie sind verblüffend ähnlich.
Viele der Tools liefern derart konkrete Erkennt- nisse. „In dieser Phasenfeldmodellierung decken sich Simulation und Experiment ganz gut“, sagt Dr. Charles Stallybrass. „Die Berechnungen erge- ben 1 % Gewichtsanteil an Kohlenstoff in der Pha- se, sind also in diesem Beispiel hundertprozentig richtig.“ Die FEM-Simulation für die Rohrumfor- mung ist sogar so genau, dass es im Grunde keiner Experimente bedarf, um zum Beispiel Werkzeuge für die Rohrumformung konstruieren zu können. So stellt das EUROPIPE-Großrohrwerk in Mül- heim seine Aggregate anhand der Berechnungen der SZMF ein, um ein möglichst rundes Rohr zu fertigen – eine wichtige Qualitätsanforderung für das spätere Zusammenschweißen der Pipelinerohre.
Der nächste Schritt
Trotz solcher beeindruckender Resultate birgt die mathematische Modellierung noch ein enormes Entwicklungspotenzial. Dr. Stallybrass nennt ein Beispiel: „In der Simulationscommunity spielt sich etwas sehr Spannendes ab: Man versucht sich an der mikromechanischen Modellierung. Das bedeutet, man will auch auf Mikrostrukturebene verstehen, wie sich ein Werkstoff bei Belastungen verhält, also wie ein Korn im Metallkörper auf Spannungen und Dehnungen reagiert. Diesen Be- reich bauen wir gerade hier in der Abteilung auf.“
Auch Dr. Ritterbach erwartet noch viel bessere und genauere Erkenntnisse: „Die Entwicklungs- methoden selbst werden mit beachtlicher Ge- schwindigkeit weiterentwickelt. Hierbei spielen wir in erster Reihe mit. Der nächste Schritt besteht darin, mithilfe von Simulationen das Verhalten unserer Produkte bei der Weiterverarbeitung oder die Eigenschaften eines aus unserem Material gefertigten Bauteils exakt vorherzusagen.“ Mit anderen Worten: Die SZMF arbeitet daran, auch die Zukunft des Stahls berechenbar zu machen.
Dr. Benedikt Ritterbach
studierte Metallurgie in Aachen, arbeitete u. a. als Betriebsdirektor Kaltflach (SZFG) und verantwortet seit 2009 die Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH, als deren wichtigste Aufgabe er bezeichnet: „Innovationsfähigkeit und
-leistung sicherstellen. Dafür sind Effizienz und Effektivität unserer Forschungs- und Entwick- lungsprozesse von ent- scheidender Bedeutung.“
Dr. Juliane Mentz studierte in Berlin Verfahrenstech- nik und promovierte am Forschungszentrum Jülich im Bereich der Werkstoff- wissenschaften. Bei der SZMF begann sie 2007, seit 2016 leitet sie in Duisburg den Bereich Werkstofftech- nik mit den Abteilungen Korrosion, Füge- und Wärmetechnik und Werk- stoffentwicklung
Dr. Charles Stallybrass:
Der gebürtige Wiener studierte an der Montan- universität Leoben in Österreich Werkstoff- wissenschaften und schrieb seine Doktorarbeit am Max-Planck-Institut für Eisenforschung. 2005 kam er zur SZMF, seit
2016 leitet er dort die Abteilung Werkstoffent- wicklung
Die Mikroskopaufnahme entspricht exakt den Berechnungen des Simulationstools (l.), das die Bildung der Phasen sehr genau ermittelte (r.)
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Fotos: Carsten Brand, SZMF